Lab 9

Sharon M. Boschetti-Medina 801-01-0907 FISI 3014

Secc.004

Prof. Ernesto Esteban

Titulo: Ley de Hooke y Movimiento Armónico Simple

Datos: Ley de Hooke: Grafica Fuerza vs. Posición

Movimiento Armónico Simple: Graficas I y II de Posición vs. Tiempo Periodos

T1

T2

T3

1ª Corrida

0.7984 s

0.7983 s

0.7984 s

2ª Corrida

1.0978 s

0.4990 s

0.5988 s

Resultados y Cálculos:

Primera Parte: Ley de Hooke

Valor de k a partir de la pendiente (N/m) 3.8024 N/m

Valor teórico de k (N/m) 4 N/m

% de error 4.94%

Cálculos: % error= Valor teórico - Valor experimental X 100 Valor teórico =

4N/m – 3.8024 N/m X 100 4 N/m

= 4.94%

Preguntas: 1. ¿Cuáles fueron las fuentes de error más importantes en este experimento? a. Las fuentes de error más importante en este

experimento lo fueron el manejo del accesorio lineal del movimiento y la fuerza que se le aplicó al mismo.

2. ¿Cuál es la relación entre la fuerza y la longitud del resorte? a. La relación entre la fuerza y la longitud del resorte radica en que el aumento en la longitud del resorte es proporcional a la fuerza que se le aplica.

Problema Una persona de 670 N de peso se monta en una báscula de resorte. El resorte se comprime 0.79 cm. (a) ¿Cuál es la constante del resorte? (b) ¿Cuál es el peso de otra persona que comprime el resorte 0.34 centímetros? a) F= -k∆x

0.79 cm(1m/10cm)= 0.079m

k= ∆xF = 0.079m (690 N) = 5.45 x102 N/m

Segunda Parte: Movimiento Armónico Simple

Período medido según la gráfica. 1ª Corrida: T = Período medido según la gráfica. 2ª Corrida: T =

0.7984 s 0.7319 s

Calculo de valor teórico Masa total del oscilador (kg): Constante del resorte k (N/m) : Valor dado por el instructor Período calculado (teórico):

1ª Corrida 0.050 Kg

2ª Corrida 0.070 Kg

4 N/m

4 N/m

0.7024 s

0.8311 s

Comparación de los valores de los períodos obtenidos en los experimentos con los valores teóricos calculados. % de error

1ª Corrida 12.02%

2ª Corrida 11.94%

Cálculos: 1ª Corrida Periodo: T= T1+T2+T3 = 0.7984 + 0.7983 +0.7984 = 0.7984 s 3 3 Valor teórico: T= 2π √m/k = 2π √0.050kg/4N/m = 0.7024 s % error= Valor teórico - Valor experimental X 100 = 0.7984 – 0.7024 X100 = 12.02% Valor teórico

0.7024

2ª Corrida Periodo: T= T1+T2+T3 = 1.0978 + 0.4990 +0.5988 = 0.7319 s 3 3 Valor teórico: T= 2π √m/k = 2π √0.070kg/4N/m = 0.8311 s % error= Valor teórico - Valor experimental X 100 = 0.7319 – 0.8311 X100 = 11.94% Valor teórico

0.8311

Preguntas 1. ¿Cuáles fueron las fuentes del error más importantes en este experimento? a. Las fuentes de error más importantes en este experimento lo fueron la cantidad de fuerza aplicada para estirar el resorte y como esta afectó el lanzamiento de la masa. Otra fuente error también lo fue la cantidad de masa puesta en el resorte. 2. ¿Cómo cambiará el período si usted aumenta la masa del oscilador con el mismo resorte? a. Al aumentar la masa del oscilador con el mismo resorte el periodo va a disminuir porque a medida que se le aplica una fuerza deformadora, esta fuerza va a ser proporcional a la deformación del oscilador. 3. ¿Sus resultados apoyan su hipótesis? a. Si. Esto ya que al añadirle 70g al resorte el periodo fue menor al obtenido con los 50g, y al momento de calcular el porciento de error este primero resultó ser menor que el porciento de error obtenido con 50 g en el resorte.

Conclusión: En este experimento nos familiarizamos con la ley de Hooke, la constante de un resorte y con la medición del periodo de oscilación de un sistema masa-resorte. Para la ley de Hooke se utilizó un sensor de rotación en conjunto a un sensor de fuerza y un accesorio lineal del movimiento, los cuales fueron colocados en una varilla. Ambos sensores tenían una separación tal que el accesorio lineal quedaba dentro del sensor de movimiento de rotación al estirar el resorte. Luego se procedió a usar Data Studio para realizar una grafica de fuerza vs. Posición y así verificar la Ley de Hooke con los datos obtenidos de la gráfica. En el caso del movimiento armónico simple se utilizo un sensor de movimiento plegado a una varilla, la cual también tenía adjunta un resorte con un porta pesas. Luego se procedió a colocarle diferentes masas al porta pesas, se estiró el resorte y se soltó. Con Data Studio se realizo una grafica de posición vs. Tiempo, de la cual se obtuvieron los datos necesarios para determinar el periodo de oscilación y el porciento de error de los mismos. Por medio de este experimento se pudo comprobar la Ley de Hooke la cual expresa que la deformación es directamente proporcional a la fuerza deformadora. También pudimos determinar el periodo de oscilación del sistema masa resorte el cual comparamos con su periodo teórico. Para ambas partes del experimento fue necesario tomar en consideración la fuerza aplicada y de los efectos tanto negativos como positivos de la misma en los resultados obtenida. En el caso del primero el porciento de error fue pequeño, mientras que en el caso de la oscilación no hubo una diferencia tan marcada entre ambos porcientos de error (la diferencia aproximada lo fue de 0.08%). Con esto comprobamos que la masa en el resorte afecta el periodo de oscilación dependiendo del tipo de resorte que tenga.